插入式超声波流量计

摘 要 超声波流量计是一种利用超声波脉冲来测量流体流量的速度式流量仪表，它从80年代开始进入我国工业生产和计量领域，并在90年代得到迅速发展。文章对我佃国内市场上出现 了各类超声波流量进行了深入研究分析，结合多年的实际应用经验，系统阐述了超声波流量计的分类方法；从仪表性能、被测介质经济性，实用性等方面总结了选用超声波流量的原则，并对应用中如何选位、安装、维护提出具体建议，为用户合理选择和应用超声波流量计提供了一些可以借鉴的经验和方法。 关键词 超声流量计；换能器；时差式；安装方式 近几年来，随着电子技术、数字技术的发展，利用超声波脉冲测量流体流量的技术发展很快，基于不同原理，适用于不同场合的各种型式的超声波流量计得到了广泛应用，同时也对广大用户提出如何认识超声波流量计、怎样选择合适的类型，使用中应注意些什么问题等一系列问题，本文综合国内超声波流量计目前的发展情况及多年应用的实践，对上述问题进行了些探讨。 1 超声波流量计的分类 超声波流量计的各类很多，依照不同的分类方法，可以分为不同类型的超声波流量计。 1.1 多谱勒式超声波流量计 如图1，换能器1发射频率为f1的超声波信号，经过管道内液体中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，以f2的频率反射到换能器2，这就是多谱勒将就，f2与f1之差即为多谱勒频差fd。 设流体流速为v，超声波声速为c，多谱勒频移fd正比于流体流速v，即所以流体流速当管道条件、换能器安装位置、发射频率、声速确定以后，c、f1、θ即为常数，流体流速和多谱勒频移成正比，通过测量频移就可得到流体流速，进而求得流体流量。 1.2时差式超声波流量计 时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。 如图2，换能器1向换能器2发射超声波信号，这是顺流方向，其传播时间为 反之，逆流方向的传播时间为： 时间差为： 由于cv，故 所以，流体流速 同样，c、L、θ均为常数，测得时间差△t即可求出流体流速v进而求得流体流量。 2 区别 根据超声波流量计使用场合不同，可以分为固定式超声波流量计和便携式超声波流量计。 2.1这两类超声波流量计的主要区别 (1)适用的场合不同 固定式超声波流量计用于安装在某一固定位置，对某一特定管道内流体的流量进行长期不间断的计量；便携式超声波流量计具有很大的机动性，主要用于对不同管道的流体流量作临时性测量。 (2)供电方式不同 固定式超声波流量计要求长期连续运行，所以要使用220V交流电源，便携式超声波流量计既可以使用现场的交流电源，也备有内置充电电池，可以连续工作5～10h［小时］，大大方便了不同场合临时性流量测量的需要。 (3)部分功能不同 因定式超声波流量计，通常都有4-20mA信号输出等功能，供远传显示使用，但其内部只能存贮一条管道的参数；便携式超声波流量计只是为了现场查看当时流量和短时间内的累计流量，故一般无输出信号功能，但为了方便测量不同管道流量，它具有丰富的贮存功能，可以同时存贮数十条不同管道的参数，供随时调出使用。 2.2 换能器供电方式不同 可以分为外贴式、插入式、管段式三种超声波流量计。 (1)外贴式 外贴式超声波流量计是生产最早，用户最熟悉且应用最广泛的超声波流量计，安装换能器无需管道断流，即贴即用，它充分体现了超声波流量计安装简单、使用方便的特点。 (2)管段式 某些管道因材质疏、导声不良，或者锈蚀严重，衬里和管道内空间有间隙等原因，导致超声波信号衰减严重，用外贴式超声波流量计无法正常测量，所以产生了管段式超声波流量计。 管段式超声波流量计把换能器和测量管组成一体，解决了外贴式流量计在测量中的一个难题。而且测量精度也比其它超声波流量计要高，但同时也牺牲了外贴式超声波流量计不断流安装这一优点，要求切开管道安装换能器。 (3)插入式 插入式超声波流量计 介于上述二者中间。在安装上可以不断流，利用专门工具在有水的管道上打孔，把换能器插入管道内，完成安装。由于换能器在管道内，其信号的发射、接受只经过被测介质，而不经过管壁和衬里，所以其测量不受管质和管衬材料限制。

SY系列 超声波流量计 采用的是时差法测量原理。它的高可靠性是积8年的制造经验加上博采众长，通过不断完善提高得到的；是由于采用了最新的诸如Philips、Tl、美国国家半导体公司的新型高性能集成元器件加上先进的SMD贴装器件生产线大规模生产实现的。 40皮秒（40×10 秒）的时间分辨率，0.5%的线性度。 低电压多脉冲原理，保证可靠运行。 两路0.1%精度的模拟输入，接入温度传感器电流信号，即变成热量计！ 实现中文显示，软件开放式设计，所有参数用户皆可设定；硬件元件参数无关化设计，无需调整即能确保每一台流量计具有完全相同的性能。 主机机型有：便携式、壁挂式、标准盘装式、手持式、一体式。 传感器具有：方便安装的外缚式、可靠工作的插入式、高可靠高精度的标准管段式、超高精度的标准型π管段式。 　　SY系列超声波流量计的安装应从几个方面来考虑：（1）详细了解现场情况；（2） 确定安装方式；（3） 选择安装管道；（4）计算安装距离， 确定探头位置； （5）管道表面处理；（6）探头安装及接线。在检测过程中， 应该注意到：　　一、换能器位置的选择　　SY系列超声波流量计要求管道内液体必须为满管流。对安装时前、后直管段的要求为至少满足前10D后5D（D为管道直径）。若上、下游侧安装有弯头、渐扩管、渐缩管等阻流件，应将超声波流量计上、下游直管段延长到（25~50）D。许多企业在安装流量计时，并未考虑到其后续检测， 未留足够长的直管段或安装在泵/阀门附近，导致阀门和焊缝产生的紊流，给流量计检测带来一定的麻烦。此时一般需要整改后检测，并尽量远离阀门和焊缝，否则因流场不稳定，会造成数据偏差或准确度变大。　　　　管道的顶部易积聚气体，底部易沉淀杂物，气体、杂物和焊缝都会使超声波信号发生非正常的反射，从而影响超声波流量计的测量准确度，甚至造成超声波流量计无法正常工作，检测过程中要考虑这些因素的存在。　　二、换能器的安装　　在安装前需要了解流量计安装管道的外径、材质（包括铸铁、不锈钢、PVC、铝等）、壁厚、衬里及衬里厚度等参数，根据主机的提示找到相应检测点。进行管道打磨（有保温层的预先需去除），检测点必须磨光、平正，有一定半径弧度和换能器吻合，并涂上耦合剂进行啮合。　　根据超声波流量计的测量原理， 换能器的安装是影响测量准确度的关键因素。当采用V法安装时，两个换能器的水平位置较易保证。当采用Z法安装时，应当用坐标纸包裹管道，再沿中线对折，然后将两个换能器的水平中心对准坐标纸两端进行安装， 这样可以保证换能器发射的声波信号穿过管道轴线，减小对测量准确度的影响。　　但是，仍需注意的是，由于现场工艺条件变化较大，在线实流检定的每个流量点应在检定流量、压力、温度变化较小的范围内完成。由于受现场工艺条件的限制，很难完成流量计全量程范围检定。超声波流量计一般按口径范围配备多组探头， 不同的探头适用不同的口径段， 探头之间不能简单互换， 因此检定时应注意口径范围。同时，便携式超声波流量计在使用过程中应避开强电磁和声波信号的干扰。高压线下方、变频器旁、车辆密集的马路旁， 都会对超声波流量计的测量准确度产生影响，仪表电源应避免引起电压波动，换能器与仪表之间的连线应用屏蔽线。

关于便携式超声波流量计、手持式超声波流量计、超声波流量计原理以及超声波流量计价格是什么多少钱, 比如:科隆超声波流量计、多普勒超声波流量计的价位各是多少？超声波气体流量计、超音波流量计的品牌有哪些, 这些超声波流量计精度都比较高的那种。下面我们看看超声波流量计的详解吧：管段式超声波流量仪表引是以“速度差法”为原理, 测量圆管内液体流量的仪表。它采用了先进的多脉冲技术、信号数字化处理技术及纠错技术, 使流量仪表更能适应工业现场的环境, 计量更方便、经济、准确。产品达到国内外先进水平, 可广泛应用于石油、化工、冶金、电力、给排水等领域。1、智能化标准信号输出, 人机界面友好、多种二次信号输出, 供您任意选择。2、电路更优化、集成度高、功耗低、可靠性高。3、无机械传动部件不容易损坏, 免维护, 寿命长。4、独特的信号数字化处理技术, 使仪表测量信号更稳定、抗干扰能力强、计量更准确。5、管段式小管径测流经济又方便, 测量精度高手持式超声波流量计F601/G601的技术参数如下：测量测量原理:时差相关原理流速: 0.01~25 m/s分辨率: 0.025 cm/s重复性: 0.15%读数, 视应用而定精度:(流场充分发展且 径向对称)体积流量: ± 1%读数, 视应用而定± 0.5%读数, 经过标定流速: ± 0.5%读数, 视应用而定可测介质: 所有导声流体, 且气泡或固体颗粒的体积含量14h显示: 2 x 16 字符, 点阵, 带背光工作温度: -10 ~ 60℃功耗: 100000条测量量通讯接口: RS232, RS485(可选)可通讯的参数: 实测值, 记录值, 参数记录软件: FluxData(可选）功能: 下载测量值/记录, 图形显示, 格式转换操作系统: ????WindowsTM ????过程输出(可选)输出与主设备电隔离输出组数视输出类型而定. 更多信息请洽FLEXIM电流范围: (0/4-20) mA精度: 0.1%读数± 15μA有源输出: Rext 500??无源输出: Uext 24V, Rext 1k??电压范围: (0~1) V或(0~10) V精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV0~10V: 0.1%读数± 10mV仪表阻抗: Ri = 500??频率范围: 0~1kHz或0~10kHz集电极开路: 24 V/4mA开关量集电极开路: 24 V/4mA干簧继电器: 48 V/0.1A功能,如状态输出: 上下限, 符号变化或出错脉冲输出: 值: (0.01~1000)units宽度: (80~1000)ms过程输入(可选)输入与主设备电隔离, 最多4组输入.温度类型: Pt100, 四线制范围: -50℃~400℃分辨率: 0.1 K精度: ± (0.02K + 0.1%读数)电流范围: 有源: (0~20)mA无源: (-20~20)mA精度: 0.1%读数± 10 A有源输入: Ri = 50??无源输入: Uext 24V, Rext 1k??电压范围: (0~1) V或(0~10) V精度: 0~1V: 0.1%读数± 1mV0~10V: 0.1%读数± 10mV仪表阻抗: Ri= 1M夹装式探头